DE19623999C2 - Method and device for treating cold water - Google Patents

Method and device for treating cold water

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Kaltwasser nach Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a method for Treatment of cold water according to the preamble of claim 1.

Derartiges Verfahren ist zum Beispiel bekannt aus Pro­ spekt Letzner, Pharmawasseraufbereitung.Such a method is known for example from Pro Spekt Letzner, pharmaceutical water treatment.

Die dort gezeigten Anlagen sind geeignet zur Aufberei­ tung von Kaltwasser für den Hausgebrauch, für die Verwendung in der Fruchtsaftindustrie, in Brauereien sowie in der Phar­ mazie.The systems shown there are suitable for preparation cold water for household use in the fruit juice industry, in breweries and in the Phar mazie.

Es ist daher keine Beschränkung der vorliegenden Erfin­ dung auf das Anwendungsgebiet der Pharmawasseraufbereitung beabsichtigt. Bei diesem bekannten Verfahren wird Kaltwasser aus einem Wasserversorgungsnetz entnommen und entkalkt. Die Entnahme geschieht intervallweise, weil bei der bekannten Wasseraufbereitungsanlage ein Nutzwassertank vorgesehen ist, aus dem nicht kontinuierlich das Nutzwasser entnommen wird. Daher wird üblicherweise bei gefülltem Nutzwassertank die Wasseraufbereitung gestoppt. Sofern das Niveau im Nutzwasser­ tank unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist, wird die An­ lage erneut in Betrieb genommen, um erneut Nutzwasser herzu­ stellen.It is therefore not a limitation of the present invention on the area of application of pharmaceutical water treatment intended. In this known method, cold water taken from a water supply network and descaled. The Removal takes place at intervals because in the known Water treatment plant, a process water tank is provided, from which the process water is not continuously extracted. Therefore, when the process water tank is full, the Water treatment stopped. If the level in the process water tank has fallen below a specified value, the An was put into operation again in order to bring in useful water again put.

Der Zweck derartiger Anlagen liegt darin, Wasser aus dem öffentlichen Wassernetz, im folgenden auch als Speisewasser bezeichnet, zu Nutzwasser mit vorbestimmter Qualität, insbe­ sondere mit vorbestimmtem PH-Wert und vorbestimmter elektri­ scher Leitfähigkeit aufzubereiten.The purpose of such systems is to extract water from the public water network, hereinafter also called feed water referred to useful water with predetermined quality, esp in particular with a predetermined pH value and predetermined electri  conditioning conductivity.

Üblicherweise muß das Speisewasser hierzu entkalkt wer­ den um die nachgeordnete semipermeable Membran vor Beein­ trächtigungen zu schützen. Hierzu sind verschiedene Verfahren bekannt. Die Entkalkung kann beispielsweise über Ionenaustau­ scherharze erfolgen. Die hierfür erforderliche große Austau­ scherfläche begünstigt allerdings die unerwünschte Bildung von Mikroorganismen und schafft insbesondere die Vorausset­ zung für Totwasserzonen, in denen sich derartige Mikroorga­ nismen zusätzlich ansiedeln können.Usually the feed water has to be descaled the leg around the downstream semipermeable membrane to protect pregnant women. There are various procedures for this known. Descaling can be done, for example, by ion exchange shear resins. The large amount of work required for this However, the shear surface favors undesired formation of microorganisms and in particular creates the prerequisite tion for dead water zones, in which there is such a microorganism nisms can also settle.

Ein weiteres Verfahren zur Entkalkung besteht darin, das Calziumcarbonat im Speisewasser in Lösung zu halten, so daß es nicht aus dem Speisewasser ausfallen kann. Dies geschieht z. B. durch Zugabe geringfügiger Mengen von hierfür geeigneten Säuren (HCL, H2SO4, Zitronensäure).Another decalcification method is to keep the calcium carbonate in solution in the feed water so that it cannot precipitate out of the feed water. This happens e.g. B. by adding small amounts of suitable acids (HCL, H 2 SO 4 , citric acid).

Ferner ist es aus der EP 0 102 401 bekannt, bei Warmwas­ seranlagen zur elektrolytischen Aufbereitung von Warmwasser CO2 hinzu zu dosieren, um Kalkablagerungen im Rohrsystem auf­ zulösen.It is also known from EP 0 102 401 to add CO 2 to hot water systems for the electrolytic treatment of hot water in order to dissolve limescale deposits in the pipe system.

Die Übertragung dieses Verfahrens auf das vorliegende Problem ist allerdings nicht möglich, weil das zugesetzte CO2 durch die semipermeable Membran hindurchgeht, wodurch der vorgegebene PH-Wert abgesenkt und der Leitwert erhöht wird. Dies will man unter allen Umständen vermeiden.However, this method cannot be transferred to the present problem because the added CO 2 passes through the semipermeable membrane, as a result of which the predetermined pH value is lowered and the conductance is increased. You want to avoid this under all circumstances.

Andererseits sind die herkömmlich verwendeten vorge­ schalteten Enthärtungsanlagen relativ wartungsintensiv und teuer.On the other hand, the conventionally used are featured switched softening systems relatively maintenance-intensive and expensive.

Zwar könnte man in Erwägung ziehen, die Entkalkung auch mittels der semipermeablen Membran durchzuführen. Dann jedoch würde eine Kalkanreicherung auf der Speisewasserseite der se­ mipermeablen Membran zu einem Kristallwachstum führen, wel­ ches letztlich die Kapillaren der semipermeablen Membran ver­ schließt, so daß die Nutzwasserausbeute deutlich verringert wird. You could consider decalcifying too by means of the semipermeable membrane. Then, however would be a lime enrichment on the feed water side of the se mipermeable membrane lead to crystal growth, wel ultimately the capillaries of the semipermeable membrane closes, so that the water yield is significantly reduced becomes.  

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das bekannte Verfahren zur Aufbereitung von Kaltwasser aus einem Wasserversorgungsnetz so zu verbessern, daß unter Vermeidung zusätzlich vorgeschalteter Enthärtungsanlagen und ohne weite­ re Druckerhöhung die Nutzwasserausbeute praktisch zeitunab­ hängig erhöht wird.It is therefore an object of the present invention that known methods for the treatment of cold water from a Improve water supply network so that avoiding additional upstream softening systems and without space re pressure increase practically independent of time pending is increased.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention solves this problem with the features of Claim 1.

Aus den Merkmalen der Ansprüche 8, 10 und 11 ergeben sich bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung des jeweiligen Verfahrens.From the features of claims 8, 10 and 11 result preferred devices for carrying out the respective Procedure.

Die Erfindung ergibt den Vorteil, daß das zusätzlich angereicherte CO2 nicht nur den unerwünschten Kalk in Lösung hält, sondern zusätzlich auch noch das Wachstum von Mikroor­ ganismen auf der Speisewasserseite der semipermeablen Membran deutlich verringert.The invention gives the advantage that the additionally enriched CO 2 not only keeps the unwanted lime in solution, but also also significantly reduces the growth of microorganisms on the feed water side of the semipermeable membrane.

Da es sich bei dem vorliegenden Ausgangsprodukt um Kalt­ wasser handelt, kann bereits ein hoher CO2-Anteil im Wasser gelöst sein.Since the present starting product is cold water, a high proportion of CO 2 can already be dissolved in the water.

Hinzu kommt jedoch noch die Tatsache, daß CO2 unter er­ höhtem Vorlaufdruck von zwei bar und darüber zugeführt wird, wodurch die Sättigungslöslichkeitsgrenze von CO2 im Speise­ wasser zusätzlich angehoben wird.In addition, however, there is the fact that CO 2 is supplied at an elevated supply pressure of two bar and above, which additionally increases the saturation solubility limit of CO 2 in the feed water.

Da die Sättigungslöslichkeitsgrenze die maximalen An­ teile an CO2 im Speisewasser vorschreibt, wird also durch die Kombination aus Kaltwasser und dem erhöhten Vorlaufdruck eine so große Menge an CO2 im Speisewasser in Lösung gehalten, daß hierdurch wirksam die unerwünschten Calziumcarbonat-Bestand­ teile aufgelöst werden können.Since the saturation solubility limit prescribes the maximum proportion of CO 2 in the feed water, the combination of cold water and the increased supply pressure keeps such a large amount of CO 2 in solution in the feed water that it can effectively dissolve the unwanted calcium carbonate components .

Die hierfür benötigte Zeit ist relativ kurz, weil die hohe Konzentration des CO2 für einen relativ schnellen Reak­ tionsablauf sorgt. The time required for this is relatively short because the high concentration of CO 2 ensures a relatively fast reaction process.

Dabei ist berücksichtigt, daß die Tendenz der Calzium­ carbonat Moleküle zum Kristallwachstum zeitabhängig steigt. Diese Tendenz kann jedoch ohne weiteres in Kauf genommen wer­ den, weil die Anreicherung mit CO2 bei Stillstand der Anlage erfolgt, so daß prinzipiell keine Probleme mit dem Leitwert und dem PH-Wert des Nutzwassers auftreten.It is taken into account that the tendency of the calcium carbonate molecules to crystal growth increases with time. However, this tendency can easily be accepted because the enrichment with CO 2 takes place when the plant is not running, so that in principle no problems with the conductivity and the pH value of the process water occur.

Die Erfindung beruht daher auf einer gelungenen Kombina­ tion an sich bekannter Verfahrensmerkmale zu einem neuen ra­ tionell und gerätetechnisch vereinfachten Verfahrensablauf. Dieser Vorteil wird durch den Wegfall der bisherigen Entkal­ kungseinrichtung im Vorlauf erzielt. Damit kommt allerdings der semipermeablen Membran nunmehr auch die zusätzliche Funk­ tion zu, die Entkalkung des Speisewassers herbeizuführen.The invention is therefore based on a successful Kombina tion known process features to a new ra process flow simplified in terms of functionality and equipment. This advantage is due to the elimination of the previous decal Kungseinrichtung achieved in the lead. With that comes however the semi-permeable membrane now also the additional radio tion to decalcify the feed water.

Damit wird die semipermeable Membran einer Doppelfunk­ tion unterworfen, weil auch die Calziumcarbonat-Kristalle an der semipermeablen Membran abgeschieden werden. Die bisherige Funktion der semipermeablen Membran, die in einer osmotischen Reinigung des Speisewassers bestand, bleibt von der zusätzli­ chen neuen Funktion unabhängig.This makes the semipermeable membrane a double radio tion, because the calcium carbonate crystals also the semipermeable membrane. The previous Function of the semipermeable membrane in an osmotic Purification of the feed water persists from the additional Chen new function independently.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt auch darin, daß das CO2 nicht gasförmig sondern aufgrund des hohen Drucks in der Wasseraufbereitungsanlage in gelöster Form vorliegt. Da die Löslichkeit mit steigendem Druck anwächst, und zusätz­ lich mit sinkender Temperatur ebenfalls, tritt hier ein dop­ pelter Anreicherungseffekt ein, der sich vorteilhaft auf die Reaktionsgeschwindigkeit zur Auflösung der Calziumcarbonat- Kristalle auswirkt.An essential aspect of the invention is also that the CO 2 is not in gaseous form but in a dissolved form due to the high pressure in the water treatment plant. Since the solubility increases with increasing pressure and additionally also with falling temperature, a double enrichment effect occurs here, which has an advantageous effect on the reaction rate for dissolving the calcium carbonate crystals.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, die Speisewasserseite der semipermeablen Membran vor der CO2 Anreicherung zu Spü­ len, um das eingedickte Calziumcarbonat im Bereich der semi­ permeablen Membran bereits anzulösen und herauszuspülen, bevor die verbleibenden Reste dann durch das überschüssige CO2 im Speisewasser aufgelöst werden.In addition, provision can be made to rinse the feed water side of the semi-permeable membrane before the CO 2 enrichment in order to already dissolve and rinse out the thickened calcium carbonate in the region of the semi-permeable membrane before the remaining residues are then dissolved by the excess CO 2 in the feed water.

Vorzugsweise liegt der Speisewasserdruck während des Spülvorgangs oberhalb von zwei bar, vorzugsweise zwischen vier bar und acht bar. Während des Spülvorgangs wird dem Speisewasser dann die erforderliche Menge an CO2 zugegeben. Während des Spülvorgangs wird also ein CO2 angereicherter Speisewasserstrom an der semipermeablen Membran vorbeige­ führt. Der fließende Strom kommt dann durch geeignet angeord­ nete und geschaltete Ventile unter Druck zum Stillstand. Da­ mit muß die Anreicherungsmenge CO2 lediglich noch geringe Mengen des eingedickten Calziumcarbonat aus der kristallinen Form in die gelöste Form umsetzen.The feed water pressure during the rinsing process is preferably above two bar, preferably between four bar and eight bar. The required amount of CO 2 is then added to the feed water during the flushing process. During the rinsing process, a CO 2 -enriched feed water stream is thus led past the semipermeable membrane. The flowing current then comes to a standstill under pressure through suitably arranged and switched valves. Since with the amount of CO 2 enrichment must only convert small amounts of the thickened calcium carbonate from the crystalline form into the dissolved form.

Zusätzlich kann es Vorteile bringen, wenn die semiperme­ able Membran auch von der Nutzwasserseite her kommend mit CO2 beaufschlagt wird. Dieser Weiterbildung der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß beim Vorbeiströmen des Speise­ wassers während des Spülvorgangs auf der Speisewasserseite der Membran ein vom Membranabstand abhängiges Geschwindig­ keitsgefälle besteht, welches der Strömung dort die geringste Geschwindigkeit aufprägt, wo die höchsten Konzentrationen an Calziumcarbonat vorliegen, nämlich unmittelbar auf der Ober­ fläche der semipermeablen Membran.In addition, it can be advantageous if the semi-permeable membrane is also supplied with CO 2 coming from the process water side. This development of the invention is based on the consideration that when the feed water flows past during the rinsing process on the feed water side of the membrane there is a speed gradient dependent on the membrane distance, which impresses the flow at the lowest speed where the highest concentrations of calcium carbonate are present, namely immediately on the surface of the semipermeable membrane.

Folglich ist die Umsetzungsgeschwindigkeit, mit welcher die Calziumcarbonat-Kristalle gelöst werden, dort am gering­ sten, wo die höchste Calziumcarbonatkonzentration gemessen wird.Hence the rate of implementation is at what the calcium carbonate crystals are solved, there at the lowest where the highest calcium carbonate concentration is measured becomes.

Um diesem Nachteil zu begegnen, dient die oben beschrie­ bene Maßnahme, wonach zusätzliches CO2 in Lösung von der Ge­ genseite der semipermeablen Membran in die hoch angereicherte Calziumcarbonatschicht zugeführt wird.To counteract this disadvantage, the measure described above is used, according to which additional CO 2 in solution is supplied from the opposite side of the semipermeable membrane into the highly enriched calcium carbonate layer.

Damit wird das CO2 dorthin gebracht, wo es am dringen­ sten benötigt wird, so daß die Geschwindigkeit zur Auflösung der Calziumcarbonat-Kristalle im Bereich der höheren Calzium­ carbonatkonzentrationen beschleunigt wird.So that the CO 2 is brought where it is most urgently needed, so that the speed to dissolve the calcium carbonate crystals in the region of the higher calcium carbonate concentrations is accelerated.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß nach dem wieder Anlaufen des Verfahrens am Ende jeder Still­ standsperiode zunächst ein qualitätsgesteuerter Nutzwasser­ verwurf erfolgt, solange bis das Nutzwasser keine CO2-Anteile mehr enthält, so daß die beabsichtigten PH- und Leitwerte problemlos sichergestellt sind.Another aspect of the invention is that after restarting the method at the end of each standstill period, a quality-controlled process water discard takes place until the process water no longer contains any CO 2 components, so that the intended pH and conductivity values are ensured without any problems .

Aus den weiteren Unteransprüchen ergeben sich vorteil­ hafte Ausführungsformen für Vorrichtungen, mit denen die Er­ findung realisiert werden kann.Advantage can be derived from the further subclaims stick embodiments for devices with which the Er can be realized.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention based on execution examples explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Wasserauf­ bereitungsanlage nach dieser Erfindung, und Fig. 1 shows a first embodiment for a water treatment plant according to this invention, and

Fig. 2 eine detaillierte Vergrößerung der semipermeablen Membran. Fig. 2 shows a detailed enlargement of the semipermeable membrane.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.Unless otherwise stated below, the following description always for all figures.

Die Fig. 1 zeigt eine Wasseraufbereitungsanlage 1, mit welcher das Verfahren nach dieser Erfindung durchgeführt wer­ den kann. Fig. 1 shows a water treatment plant 1 , with which the method according to this invention can be carried out by who.

Eine derartige Wasseraufbereitungsanlage 1 besitzt einen Anschluß an ein Wasserversorgungsnetz 2, aus dem Wasserver­ sorgungsnetz 2 strömt sogenanntes Speisewasser über die Spei­ sewasserleitung 3 in einen vorgeschalteten Filter 4. Danach wird das vorgefilterte Speisewasser über die Druckerhöhungs­ einrichtung 5 einer Trennkammer 6 zugeführt. Die Trennkammer 6 weist eine semipermeable Membran 7 auf, welche das ankom­ mende Speisewasser in Nutzwasser und Abwasser trennt.Such a water treatment plant 1 has a connection to a water supply network 2 , from the water supply network 2 flows so-called feed water via the feed water line 3 in an upstream filter 4th Then the pre-filtered feed water is fed via the pressure increasing device 5 to a separation chamber 6 . The separation chamber 6 has a semipermeable membrane 7 , which separates the incoming feed water into process water and waste water.

Zu diesem Zweck ist jenseits der semipermeablen Membran 7 eine Nutzwasserleitung 9 vorgesehen, die in den Nutzwasser­ tank 10 mündet.For this purpose, a useful water line 9 is provided beyond the semipermeable membrane 7 , which opens into the useful water tank 10 .

Diesseits der semipermeablen Membran 7 ist eine Abwas­ serleitung 8 vorgesehen, die bedarfsweise geöffnet oder ge­ schlossen werden kann. This side of the semipermeable membrane 7 , a waste water line 8 is provided, which can be opened or closed if necessary.

Hinter dem Nutzwassertank 10 kann über eine weitere Druckerhöhungseinrichtung der Verbraucher 11 mit dem Nutzwas­ ser versorgt werden.Behind the process water tank 10 , the consumer 11 can be supplied with the process water via a further pressure-increasing device.

Wesentlich ist nun, daß an der Zuleitung zur Trennkammer 6 eine CO2 Versorgungsleitung 13 angeschlossen ist, die eine CO2-Quelle 12 über das Dosierventil 14 mit der Speisewasser­ leitung 3 verbindet.It is now essential that a CO 2 supply line 13 is connected to the supply line to the separation chamber 6 , which connects a CO 2 source 12 via the metering valve 14 to the feed water line 3 .

Die CO2-Quelle 12 sitzt also auf der Speisewasserseite der Wasseraufbereitungsanlage 1.The CO 2 source 12 is therefore located on the feed water side of the water treatment plant 1 .

Ferner ist in der Nutzwasserleitung 9 zum Nutzwassertank 10 ein Sperrventil 15 angeordnet, mit dessen Hilfe die Nutz­ wasserleitung gegenüber dem Nutzwassertank 10 geöffnet oder geschlossen werden kann.Furthermore, a check valve 15 is arranged in the process water line 9 to the process water tank 10 , by means of which the process water line can be opened or closed with respect to the process water tank 10 .

Die Abwasserleitung 8 ist mit einem Stauventil 16 verse­ hen und kann über dieses Stauventil 16 ebenfalls geöffnet oder geschlossen werden.The waste water line 8 is hen with a dam valve 16 and can also be opened or closed via this dam valve 16 .

Um mit der gezeigten Anlage die Entkalkung des zugeführ­ ten Speisewassers an der semipermeablen Membran 7 durchführen zu können, muß die semipermeable Membran 7 intervallweise vom sich dort absetzenden Kalk des Speisewassers befreit werden. Dies geschieht dadurch, daß während der Zeiten von Durchfluß­ stillständen das Speisewasser unter dem erhöhten Vorlaufdruck der Druckerhöhungseinrichtung 5 mit CO2 angereichert ist. Auf diese Weise wird die speisewasserseitige Oberfläche der semi­ permeablen Membran 7 von den dort befindlichen Kalkablagerun­ gen befreit.To be able to perform with the shown system, the decalcification of the supplied feed-th feed water to the semipermeable membrane 7, the semipermeable membrane must be 7 intermittently released from the settling there lime of the feed water. This is done in that during the times of flow standstill the feed water is enriched with CO 2 under the increased flow pressure of the pressure booster 5 . In this way, the feedwater-side surface of the semi-permeable membrane 7 is freed from the limescale deposits located there.

Dies geschieht z. B. dadurch, daß bei geschlossenem Sperrventil 15 der Nutzwasserstrom in den Nutzwassertank 10 unterbrochen ist, und daß das Stauventil 16 sowie das Dosier­ ventil 14 währenddessen so gesteuert werden, daß die Wasser­ aufbereitungsanlage 1 unter dem Vorlaufdruck mit dem bereits zugeführten und gelösten CO2 zum Stillstand kommt.This happens e.g. B. by the fact that when the shut-off valve 15 is closed, the process water flow in the process water tank 10 is interrupted, and that the accumulation valve 16 and the metering valve 14 are controlled in such a way that the water treatment system 1 under the flow pressure with the CO 2 already supplied and dissolved Standstill comes.

Es muß daher das Stauventil 16 bei zunächst geöffnetem Dosierventil 14 zugedreht werden, so daß die in das Speise­ wasser eingeführte CO2-Menge in das gesamte Leitungssystem bis einschließlich zur Trennkammer 6 einströmen kann.It is therefore necessary to close the damming valve 16 when the metering valve 14 is initially open, so that the amount of CO 2 introduced into the feed water can flow into the entire line system up to and including the separation chamber 6 .

Es wird also mit zunehmender Zeit das Stauventil 16 zu­ gedreht und anschließend das Dosierventil 14, so daß eine ausreichende Anreicherung von CO2 im Speisewassersystem vor­ liegt, insbesondere dort, wo die Calziumcarbonat-Kristalle sich auf der semipermeablen Membran 7 ablegen wollen.Thus, with increasing time, the accumulation valve 16 is turned and then the metering valve 14 , so that there is sufficient accumulation of CO 2 in the feed water system, especially where the calcium carbonate crystals want to be deposited on the semipermeable membrane 7 .

Es kommt daher auf eine koordinierte Steuerung von Stau­ ventil 16 und Dosierventil 14 an derart, daß das einströmende Speisewasser mit dem darin bereits gelösten CO2 hinreichend weit bis zur Trennkammer 6 strömen kann.It is therefore a matter of coordinated control of the accumulation valve 16 and metering valve 14 in such a way that the inflowing feed water can flow sufficiently far to the separation chamber 6 with the CO 2 already dissolved therein.

Um darüber hinaus ein Zurückströmen des mit CO2 angerei­ cherten Speisewassers in das Wasserversorgungsnetz 2 zu ver­ meiden, ist das Wasserversorgungsnetz vor dem Anschluß der CO2-Versorgungsleitung 13 mit einem in Richtung zum Wasser­ versorgungsnetz schließenden Rückschlagventil 17 versehen.In addition, to avoid a backflow of the feed water enriched with CO 2 into the water supply network 2 , the water supply network is provided with a check valve 17 closing in the direction of the water supply network before the CO 2 supply line 13 is connected.

Ein weiteres Merkmal des gezeigten Ausführungsbeispiels ist die CO2-Rückströmleitung 18, welche vor dem Sperrventil 15 in der Nutzwasserleitung 9 angebracht ist. Die CO2-Rück­ strömleitung 18 wird über das Gegenspülventil 19 mit der nutzwasserseitigen CO2-Quelle 20 verbunden. Der Druck der nutzwasserseitigen CO2-Quelle 20 ist dabei etwas höher als der sich einstellende Druck, wenn der fließende Speisewasser­ strom auf der Speisewasserseite der semipermeablen Membran 7 zum Stillstand kommt.Another feature of the exemplary embodiment shown is the CO 2 backflow line 18 , which is attached upstream of the check valve 15 in the process water line 9 . The CO 2 return flow line 18 is connected to the CO 2 source 20 via the counter-flush valve 19 . The pressure of the CO 2 source 20 on the process water side is somewhat higher than the pressure which arises when the flowing feed water stream comes to a standstill on the feed water side of the semipermeable membrane 7 .

Auf diese Weise kann die semipermeable Membran von bei­ den Seiten mit CO2 in Lösung beauschlagt werden, so daß die Kapillaren 23 der semipermeablen Membran 7 (siehe Fig. 2) von einem CO2-Rückstrom 26 durchströmt werden. Der CO2-Rückstrom 26 trifft auf die Calziumcarbonatansammlung 24, die sich auf der Speisewasserseite 24 der semipermeablen Membran 7 ange­ reichert hat. Der rückwärts zugeführte und mit CO2 angerei­ cherte Strom sorgt daher für eine gute Verteilung des CO2 über die Höhe der Carbonatansammlung 24. Die beidseitige Beauf­ schlagung der Carbonatansammlung 24 mit CO2 unterstützt also die CO2-Zufuhr, die sich aus dem Geschwindigkeitsprofil 25 des ankommenden Speisewasserstroms mit CO2 in Lösung ergibt. Naturgemäß ist das Geschwindigkeitsprofil derart, daß die Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar auf der Oberfläche der semipermeablen Membran am geringsten ist. Um dennoch hier ausreichende Mengen an gelöstem CO2 in die Carbonatansammlung 24 zu bringen, dient die CO2-Rückströmleitung 18, die über das Gegenspülventil 19 auf und zu gesteuert wird.In this way, the sides of the semi-permeable membrane can be exposed to CO 2 in solution, so that the capillaries 23 of the semi-permeable membrane 7 (see FIG. 2) have a CO 2 backflow 26 flowing through them. The CO 2 backflow 26 strikes the calcium carbonate accumulation 24 , which has accumulated on the feed water side 24 of the semipermeable membrane 7 . The reverse supplied and enriched with CO 2 current therefore ensures a good distribution of the CO 2 over the height of the carbonate accumulation 24 . The two-sided loading of the carbonate accumulation 24 with CO 2 thus supports the CO 2 supply, which results from the speed profile 25 of the incoming feed water stream with CO 2 in solution. Naturally, the velocity profile is such that the flow velocity is lowest directly on the surface of the semipermeable membrane. In order to nevertheless bring sufficient amounts of dissolved CO 2 into the carbonate accumulation 24 here, the CO 2 backflow line 18 is used , which is opened and closed via the counter-flushing valve 19 .

Durch die Gegenspülrichtung des CO2 von der Nutzwasserseite der semipermeablen Membran 7 her wird die CO2-Zufuhr praktisch auch unabhängig von der Ablagerung evtl. Partikel auf den Zutrittsöffnungen zu den Kapillaren 23.Due to the counter-flushing direction of the CO 2 from the useful water side of the semipermeable membrane 7 , the CO 2 supply is practically independent of the deposition of any particles on the access openings to the capillaries 23 .

Da ferner der CO2-Druck in der Rückströmleitung 18 ober­ halb des Anlagendrucks auf der Speisewasserseite der semiper­ meablen Membran 7 liegen muß, wird zusätzlich vorgeschlagen, den Rückströmdruck in der zum Durchdringen der Kapillaren 23 erforderlichen Höhe anzusetzen und den Speisewasserdruck da­ für entsprechend niedriger, z. B. so, daß die Anlage unter ei­ nem Druck von etwa zwei bar zum Stillstand kommt.Furthermore, since the CO 2 pressure in the return flow line 18 must be above half the system pressure on the feed water side of the semiper mable membrane 7 , it is additionally proposed to set the return flow pressure at the level required for penetration of the capillaries 23 and to reduce the feed water pressure accordingly, e.g. B. so that the system comes to a standstill under egg nem pressure of about two bar.

Da auf diese Weise allerdings eine Anreicherung des Nutzwassers mit CO2 zwingend erfolgt, was jedoch unerwünscht ist, wird zusätzlich vorgeschlagen, vor dem Nutzwassertank 10 an der Nutzwasserleitung eine Bypassleitung 21 vorzusehen, welche über ein Bypassventil 22 auf- und zugesteuert werden kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß beim Anfahren der Wasseraufbereitungsanlage 1 nach jeweils einer Still­ standsperiode ein qualitätsgesteuerter Verwurf des zunächst entstehenden Nutzwassers erfolgt, solange bis das Nutzwasser wieder die vorgeschriebene Zusammensetzung hat.However, since in this way the useful water is enriched with CO 2 , which is undesirable, it is additionally proposed to provide a bypass line 21 in front of the useful water tank 10 on the useful water line, which bypass valve 22 can be opened and closed. In this way, it is ensured that when starting up the water treatment plant 1, after a standstill period, a quality-controlled discarding of the firstly generated process water takes place until the process water has the prescribed composition again.

Erst danach wird das Bypassventil 22 geschlossen, der Verwurf des Nutzwassers gestoppt und das Sperrventil 15 ge­ öffnet, so daß der Nutzwassertank 10 wieder gefüllt werden kann. Only then is the bypass valve 22 closed, the discarding of the process water stopped and the shut-off valve 15 opened so that the process water tank 10 can be refilled.

BezugszeichenlisteReference list

11

Wasseraufbereitungsanlage
Water treatment plant

22nd

Wasserversorgungsnetz
Water supply network

33rd

Speisewasserleitung
Feed water pipe

44th

Filter
filter

55

Druckerhöhungseinrichtung
Pressure booster

66

Trennkammer
Separation chamber

77

semipermeable Membran
semipermeable membrane

88th

Abwasserleitung
Sewer pipe

99

Nutzwasserleitung
Industrial water pipe

1010th

Nutzwassertank
Industrial water tank

1111

Verbraucher
consumer

1212th

CO2 CO 2

-Quelle, Speisewasserseite
-Source, feed water side

1313

CO2 CO 2

-Versorgungsleitung
-Supply line

1414

Dosierventil
Dosing valve

1515

Sperrventil
Check valve

1616

Stauventil
Accumulation valve

1717th

Rückschlagventil
check valve

1818th

CO2 CO 2

-Rückströmleitung
-Return line

1919th

Gegenspülventil
Counter flush valve

2020th

CO2 CO 2

-Quelle, Nutzwasserseite
-Source, industrial water side

2121

Bypassleitung
Bypass line

2222

Bypassventil
Bypass valve

2323

Kapillare
capillary

2424th

Calziumcarbonatansammlung
Calcium carbonate accumulation

2525th

Geschwindigkeitsprofil
Speed profile

2626

CO2 CO 2

-Rückstrom
Backflow

Claims (11)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Kaltwasser mit Trinkwas­ serqualität (= Speisewasser), wobei das Speisewasser in­ tervallweise einem Wasserversorgungsnetz (2) entnommen und durch Umkehrosmose unter erhöhtem Vorlaufdruck in entkalktes Nutzwasser und in kalkangereichertes Abwasser getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kalkbe­ freiung der speisewasserseitigen Oberflächen der semi­ permeablen Membran (7) das Speisewasser während der Zei­ ten von Durchflußstillständen mit CO2 angereichert ist und unter dem erhöhten Vorlaufdruck gehalten wird.1. Process for the preparation of cold water with drinking water quality (= feed water), the feed water being removed from a water supply network ( 2 ) in intervals and separated into decalcified useful water and lime-enriched wastewater by reverse osmosis under increased flow pressure, characterized in that the lime is freed from Feedwater-side surfaces of the semi-permeable membrane ( 7 ) the feedwater is enriched with CO 2 during the periods of flow stoppages and is kept under the increased supply pressure. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der CO2-Anreicherung des Speisewassers die Speise­ wasserseite der semipermeablen Membran (7) mit Speise­ wasser gespült wird.2. The method according to claim 1, characterized in that before the CO 2 enrichment of the feed water, the feed water side of the semipermeable membrane ( 7 ) is rinsed with feed water. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisewasserdruck während des Spülvorgangs oberhalb von zwei bar liegt.3. The method according to claim 2, characterized in that the feed water pressure during the rinsing process above of two bar. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisewasserdruck während des Spülvorgangs zwischen vier bar und acht bar liegt.4. The method according to claim 3, characterized in that the feed water pressure during the rinsing process between four bar and eight bar. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während des Spülvorgangs dem Speise­ wasser CO2 zugegeben wird.5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that water CO 2 is added to the food during the rinsing process. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die semipermeable Membran (7) unmit­ telbar vor den und/oder während der Zeiten der Durch­ flußstillstände von der Nutzwasserseite kommend mit CO2 von höherem Druck als dem Vorlaufdruck beaufschlagt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the semipermeable membrane ( 7 ) immediately before and / or during the periods of flow stoppages coming from the process water side with CO 2 of higher pressure than the flow pressure is applied . 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach Beenden jeweils einer Periode des Durchflußstillstands das Nutzwasser solange verworfen wird, bis kein angereichertes CO2 mehr vorliegt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that after completion of a period of the flow standstill, the process water is discarded until no more enriched CO 2 is present. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Anschluß an ein Wasser­ versorgungsnetz (2), einem nachgeordneten Filter (4) mit nachgeordneter Trennkammer (6) welche von einer semiper­ meablen Membran (7) in eine Speisewasserseite und eine Nutzwasserseite getrennt wird, wobei im Vorlauf vor der Trennkammer (6) eine Druckerhöhungseinrichtung (5) ange­ ordnet ist und wobei auf der Nutzwasserseite ein Nutz­ wassertank (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1. 8.1 an der Zuleitung (3) zur Trennkammer (6) eine CO2-Ver­ sorgungsleitung (13) über ein Dosierventil (14) ange­ schlossen ist,
  • 2. 8.2 in der Nutzwasserleitung (9) zum Nutzwassertank (10) ein Sperrventil (15) sitzt,
  • 3. 8.3 in der Abwasserleitung (8) ein Stauventil (16) vorgese­ hen ist,
  • 4. 8.4 bei geschlossenem Sperrventil (15) das Dosierventil (14) und das Stauventil (16) so steuerbar sind, daß die Anla­ gen unter dem Vorlaufdruck mit zugeführtem CO2 zum Stillstand kommt.
8. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, with a connection to a water supply network ( 2 ), a downstream filter ( 4 ) with a downstream separation chamber ( 6 ) which from a semiper mable membrane ( 7 ) in a feed water side and a useful water side is separated, a pressure increasing device ( 5 ) being arranged in front of the separation chamber ( 6 ) and a useful water tank ( 10 ) being provided on the useful water side, characterized in that
  • 1. 8.1 a CO 2 supply line ( 13 ) via a metering valve ( 14 ) is connected to the supply line ( 3 ) to the separation chamber ( 6 ),
  • 2. 8.2 a check valve ( 15 ) is seated in the process water line ( 9 ) to the process water tank ( 10 ),
  • 3. 8.3 a dam valve ( 16 ) is provided in the waste water line ( 8 ),
  • 4. 8.4 with the shut-off valve ( 15 ), the metering valve ( 14 ) and the damming valve ( 16 ) can be controlled in such a way that the system comes to a standstill under the supply pressure with supplied CO 2 .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wasserversorgungsnetz (2) und dem Anschluß der CO2-Versorgungsleitung (13) ein Rückschlagventil (17) angeordnet ist.9. The device according to claim 8, characterized in that a check valve ( 17 ) is arranged between the water supply network ( 2 ) and the connection of the CO 2 supply line ( 13 ). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Sperrventil (15) in der Nutzwasserleitung (9) eine CO2-Rückstromleitung (18) angeschlossen ist, über welche die Nutzwasserseite der semipermeablen Membran (7) mit zusätzlichem CO2 beaufschlagbar ist.10. Apparatus according to claim 8 or 9 for performing the method according to claim 6, characterized in that a CO 2 backflow line ( 18 ) is connected in front of the check valve ( 15 ) in the process water line ( 9 ), via which the process water side of the semipermeable membrane ( 7 ) additional CO 2 can be applied. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Nutzwassertank (10) an der Nutzwasserleitung (9) eine Bypassleitung (21) mit Bypassventil (22) vorge­ sehen ist, welches bei Anfahren der Anlage (1) nach ei­ ner Stillstandsperiode zum qualitätsgesteuerten Verwurf des CO2 angereicherten Nutzwasser geöffnet werden kann.11. The device according to claim 8, 9 or 10 for performing the method according to claim 7, characterized in that before the process water tank ( 10 ) on the process water line ( 9 ) a bypass line ( 21 ) with bypass valve ( 22 ) is seen, which at Start-up of the system ( 1 ) can be opened after a standstill period for the quality-controlled disposal of the CO 2 enriched process water.
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